(57)【要約】【課題】接続されるセンサーの種類、製造元を問わない水圏の特性観測用のデータロガーを得ることを課題とする。【解決手段】複数のチャンネルポート（２１、２２、２６）と、前記データロガーと前記センサー間を通信するための２種以上の通信プロトコルをプロトコル記録手段１１に記録し、前記複数のチャンネルポートの、任意の単一のチャンネルポートを通過する信号が前記２種以上の通信プロトコルより選択される１種の通信プロトコルに則した信号であることを特徴とするデータロガー１である。【選択図】図１
0003117723.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
センサーを接続可能なチャンネルポートを有し、前記センサーにより観測される水圏の特性観測結果を、前記チャンネルポートを介して収集するデータロガーにおいて、
複数のチャンネルポートと、
前記データロガーと前記センサー間を通信するための２種以上の通信プロトコルを備え、
前記複数のチャンネルポートの、任意の単一のチャンネルポートを通過する信号が前記２種以上の通信プロトコルより選択される１種の通信プロトコルに則した信号であることを特徴とするデータロガー。
【請求項２】
請求項１に記載したデータロガーにおいて、
前記２種以上の通信プロトコルは、前記センサーのデジタル入出力信号を通信する少なくとも１種の通信プロトコルと、前記センサーのアナログ入出力信号を通信する少なくとも１種の通信プロトコルであることを特徴とする請求項１に記載したデータロガー。
【請求項３】
複数のセンサーを使用して水圏の特性を観測し、前記観測結果を収集するセンサー付データロガーにおいて、
前記データロガーが請求項１又は２いずれかに記載したデータロガーであることを特徴とするセンサー付データロガー。
【請求項４】
請求項３に記載したセンサー付データロガーにおいて、
前記データロガーは、前記複数のセンサー中の１のセンサーに対して、観測結果の要求信号を発信し、引き続き入力される観測結果を前記１のセンサーの観測結果であると認識し、前記１のセンサーの観測結果を収集することを特徴とするセンサー付データロガー。
【請求項５】
離隔地の水圏の特性を観測収集するための、センサー付データロガー、伝送制御装置、通信網、監視記録装置よりなるテレメータシステムにおいて、
前記センサー付データロガーは請求項３又は４いずれか記載のセンサー付データロガーであり、
前記伝送制御装置はデジタル信号基準化手段と信号パケット作成手段を有し、
前記通信網は公衆携帯電話通信網とインターネット網であり、
前記監視記録装置は変復調手段と記録装置を有していて、
前記センサー付データロガーが収集した観測結果を、前記伝送制御装置の前記デジタル信号基準化手段が基準化し、前記信号パケット作成手段が信号パッケトにし、前記信号パケットが前記公衆携帯電話通信網と前記インターネット網を通じて前記監視記録装置に送られ、前記監視記録装置の前記変復調手段が復調して、前記記録装置が前記観測結果を記録することを特徴とするテレメータシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水圏の特性（例えば水温、流速など）を観測するためのデータロガー、及び当該データロガーを使用するテレメータシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠隔地の大気圏や水圏の特性を遠隔観測するテレメータ子局装置及びテレメータシステムが使用されている。
【０００３】
従来、放射線（量）や河川の推移、雨量等を観測するものであって、アナログ入力部、パルス入力部、デジタル入力部を備え、これらの入力部に放射線、水位、雨量等の測定センサーが１対１の対応で接続されており、測定値を収集して、これをテレメータ親局装置に送信するテレメータ子局装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、風向、風速、温度、湿度等を観測するものであって、データ集録装置（子局装置）は、複数のチャンネルのアナログ入力部を備え、個々の入力部に測定センサーが１対１の対応で接続されており、測定値を収集し、これを一般公衆回線を通じて処理装置（親局装置）に伝送する気象用データ処理システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−９２７７７号公報
【特許文献２】特開平６−１４８３５１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
テレメータシステムを使用する水圏の観測を考えると、地球規模での気象変動の観測、防潮堤や護岸などの工事用データ収集、環境アセスメント等々の目的、予算などに応じて、一地点での観測期間は長短様々である。また、観測目的などに応じて観測項目、畢竟センサー種別も異なる。
【０００６】
短期の観測を行う場合には、テレメータシステム、特にデータロガー（子局装置）を順次移設して観測を繰り返すことになる。センサーは水位、流速、水温等の測定項目や製造者によりそのデータ送受信プロトコルが異なる。
【０００７】
従来のデータロガー（子局装置）は、入力チャンネル毎に接続可能なセンサーが固定されていて、異種のセンサーを接続することが困難である。当該難点の一の解決策として、データロガーに接続、使用が予測される全てのセンサーに対応して数多くの入力チャンネルを設けておくことも考えられる。しかし、例えば当初６箇所に設置した６ヶの流速センサーの入力に用い、移設後には６箇所に設置した６ヶの水温センサーの入力に用いる場合への対応等を考えると、入力チャンネル数が増大し、経済的な観点より妥当ではない。
【０００８】
そこで、本考案は、接続されるセンサーの種類、製造元を問わない水圏の特性観測用のデータロガーを得ることを課題とする。
また、本考案の課題は、入力チャンネルにセンサーを任意に接続可能とすることにより新たに生ずる問題点である、センサーと入力データの対応付けを容易に行うことができるセンサー付データロガーを得ることを課題とする。
さらに、本考案は上記の課題を解決したセンサー付データロガーを用いる新規な水圏観測用のテレメータシステムを得ることを課題とする。
【０００９】
本考案のその他の課題は、本考案の説明により明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本考案の一の態様にかかるデータロガーは、センサーを接続可能なチャンネルポートを有し、前記センサーにより観測される水圏の特性観測結果を、前記チャンネルポートを介して収集するデータロガーにおいて、複数のチャンネルポートと、前記データロガーと前記センサー間を通信するための２種以上の通信プロトコルを備え、前記複数のチャンネルポートの、任意の単一のチャンネルポートを通過する信号が前記２種以上の通信プロトコルより選択される１種の通信プロトコルに則した信号であることを特徴とする。
【００１１】
本考案のデータロガーの好ましい実施態様にあっては、前記２種以上の通信プロトコルは、前記センサーのデジタル入出力信号を通信する少なくとも１種の通信プロトコルと、前記センサーのアナログ入出力信号を通信する少なくとも１種の通信プロトコルであってもよい。
【００１２】
本考案の一の態様にかかるセンサー付データロガーは、複数のセンサーを使用して水圏の特性を観測し、前記観測結果を収集するセンサー付データロガーにおいて、前記データロガーが本考案にかかるデータロガーであることを特徴とする。
【００１３】
本考案のデータロガーの好ましい実施態様にあっては、前記データロガーは、前記複数のセンサー中の１のセンサーに対して、観測結果の要求信号を発信し、引き続き入力される観測結果を前記１のセンサーの観測結果であると認識し、前記１のセンサーの観測結果を収集するものであってもよい。
【００１４】
本考案の一の態様にかかるテレメータシステムは、離隔地の水圏の特性を観測収集するための、センサー付データロガー、伝送制御装置、通信網、監視記録装置よりなるテレメータシステムにおいて、前記センサー付データロガーは本考案にかかるセンサー付データロガーであり、前記伝送制御装置はデジタル信号基準化手段と信号パケット作成手段を有し、前記通信網は公衆携帯電話通信網とインターネット網であり、前記監視記録装置は変復調手段と記録装置を有していて、前記センサー付データロガーが収集した観測結果を、前記伝送制御装置の前記デジタル信号基準化手段が基準化し、前記信号パケット作成手段が信号パッケトにし、前記信号パケットが前記公衆携帯電話通信網と前記インターネット網を通じて前記監視記録装置に送られ、前記監視記録装置の前記変復調手段が復調して、前記記録装置が前記観測結果を記録することを特徴とする。
【考案の効果】
【００１５】
本考案にかかる水圏の特性観測用のデータロガーは、接続されるセンサーの種類、製造元を問わない。よって、これらセンサーを任意に選択し、データロガーの任意のチャンネルポートに接続して使用することができる。また、これら接続するセンサーを取り替えて使用することができ、さらに、任意の一種類のセンサーを複数個同時に接続することも可能となる。本考案にかかるデータロガーは経済的である。本考案にかかるデータロガーは、固定地点での観測に使用してもよく、移設して使用することもできる。特に、可搬式のデータロガーとして好適である。
本考案のかかるデータロガーの好ましい実施態様にあっては、デジタル式とアナログ式の通信プロトコルをともに備えたので、さらに接続されるセンサーの種類が広がる効果がある。
【００１６】
本考案にかかるセンサー付データロガーは、本考案にかかるデータロガーを使用するので、上述のデータロガーの効果をそのまま有する。本考案にかかるセンサー付データロガーは、そのまま単独で使用してもよい。つまり、センサー付データロガーを観測終了まで、設置しておいて、そのまま持ち帰って観測結果を解析してもよい。また、定期的又は不定期に記録された観測結果を採集して、観測結果を解析してもよい。あるいは、テレメータシステムの子局として使用することも出来る。
本考案にかかるデータロガーの好ましい実施態様にあっては、個別のセンサーからの観測結果を簡易な構成で、容易に識別できる。よって、信頼性が高く、かつ経済的であり、特に、可搬式のセンサー付データロガーとして好適である。
【００１７】
本考案にかかるテレメータシステムは、本考案にかかるセンサー付データロガーを使用するので、上述のセンサー付データロガーの効果をそのまま有する。さらに、公衆携帯電話網を通じて、電子メール形式で観測結果を伝送するので、データ伝送装置やデータ伝送にかかる費用をも、節約することができる。よって、センサー付データロガーの経済性と相まって、経済的なテレメータシステムとなる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１８】
本考案及び本明細書において、水圏とは河川、海、淡水湖、塩水湖、運河等を意味し、これらは自然物、人工物を問わない。また、水圏の観測とは、水の観測に限られず、泥、水の上の大気、河岸、海岸などの観測を含むものであり、これらに付随して、例えば、水門の開閉、堰の上下動作などの記録観測をも含むものである。
【００１９】
以下、図面を参照して本考案をさらに説明する。以下の本考案の実施例に記載されている機能回路、構成部分や機能回路の分割部分などは、とくに特定的な記載のない限りは、この考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２０】
図１はデータロガー１とセンサー付データロガーの構成説明図である。
データロガー１は、ＣＰＵ１５並びに入力手段１４、Ｉ／Ｏポート１６、チャンネルポートＣＨ１（２１）、チャンネルポートＣＨ２（２２）及びチャンネルポートＣＨ６（２６）等の入出力手段並びにプロトコル記録手段１１、センサー条件／データ収集条件記録手段１２、観測結果記録手段１３及びゲート手段１７等の各種機能回路を有している。本実施例では、チャンネルポートはＣＨ１〜６まで６個有しているが、説明の容易化のためにＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ６の３個のみを図示している。
【００２１】
プロトコル記録手段１７は、データロガー１と各種センサー（例えば、流速センサー６１、水温・塩分センサー６２、ＤＯセンサー６６、溶存酸素計、多層ドップラー流速計など）の通信に使用される２種以上の通信プロトコルを備えている。通信プロトコルは、データロガー１のＣＰＵが判読可能な信号コード（本例ではＡＳＳ１１コード）とセンサーが判説可能な信号様式を翻訳する役割を荷うものである。
【００２２】
センサーの信号様式はデジタル式、アナログ式、パルス式等がある。デジタル式にはＡＳＣ１１コード、バイナリ−コード、ＢＣＤ等があり、これらに個々に対応する通信プロトコルがある。センサーがアナログ式の場合には、(1) Ａ／Ｄ相互交換を行う機能プログラムをアナログデータ用通信プロトコル中に含むか、(2) データロガー１中にＡ／Ｄ変換機能回路を備えておいて、当該アナログデータ用通信プロトコルに、通信信号が当該Ａ／Ｄ変換機能回路を通過するように設定しておく等を行えばよい。本考案においては、通信信号が特定の機能回路を通過あるいは参照するようにしたプログラム部分も通信プロトコルに含むものである。
【００２３】
センサー条件／データ収集条件記録手段１２は、センサー条件とデータ収集条件を記録する。センサー条件とは、複数のチャンネルポート（本件ではＣＨ１〜ＣＨ６）の何番のポートに接続されるセンサーを特定するデータと当該センサーのための通信プロトコル等をいう。データ収集条件とは、センサーからの観測結果を取り込む時間間隔（あるいは毎日○○時、××時等観測結果取り込み時刻）や、１回の観測あたりの観測期間等をいう。センサーからの観測結果は、通常は、数値（水温や流速等）であるが、水門の開閉、堰の高さを上、中、下で示すもの、これらを数値で表したもの等を含む。
【００２４】
センサー条件／データ収集条件は、入力手段１４（本例ではキーボード）から入力、変更、削除することができる。
【００２５】
観測結果記録手段１３は、センサーから収集した観測結果を記録する機能回路である。観測結果記録手段１３は、例えば１月分の観測結果全て記録するものであってもよく、またデータ伝送までの短時間一時的に記録するものでもよい。また、自記記録計であってもよい。観測結果記録手段１３は、さらに、不揮発性メモリ手段に観測結果を書き込む機能を備えていてもよい。このようにすれば、センサー付データロガーをスタンドアローンで使用する場合に、データ収集が容易となり、また、データ伝送の不具合等に起因するデータ欠損に備えるバックアップとなる。
【００２６】
ゲート手段１７は、ＣＰＵ１５の指令に応じて、ＣＰＵ１５と６つのチャンネルポート間の任意のチャンネルポート間を接続、断続するものである。
ゲート手段１７は、必要に応じてパイプラインバッファー回路を備えて、接続、断続をスムーズに行う機能回路であってもよい。
【００２７】
チャンネルポートには、センサーが接続される。本実施例では、チャンネルポートＣＨ１（２１）に流速センサー６１のリード線が、チャンネルポートＣＨ２（２２）には水温・塩分センサー６２のリード線が、チャンネルポートＣＨ６（２６）にはＤＯセンサー６６（濁度計）のリード線が接続されている。各々のリード線の先には、各々のセンサーが接続されており、これらセンサーは水中の適宜の位置に配置されている。センサーはＤＯセンサー６６のように一項目を観測し、この結果を出力するものであってもよく、水温・塩分センサー６２のように水温と塩分の二項目を観測し、これらの結果を出力するものであってもよい。
【００２８】
続いて、図２を参照しながらセンサー付データロガーの観測結果収集動作を説明する。
図２はセンサー付データロガー２の観測結果収集動作の、手順の要部を示すフローチャートである。
【００２９】
観測開始時刻、前回の観測終了から一定時間経過時、不定期の観測開始信号受信時などにより、Ｓ１１の観測結果収集動作が開始する。
【００３０】
Ｓ１２において、ＣＰＵ１５はセンサー条件／データ収集条件記録手段１２を参照して６種のセンサーの中から１を選択し、当該センサーに用いる通信プロトコル、チャンネルポートを選択する。
Ｓ１３において、ＣＰＵ１５はＳ１２で選択されたチャンネルポートを接続し、その他のチャンネルポートを断続するようにゲート手段１７を操作する。そして、ゲート手段１７は、ＣＰＵ１５から次のゲート選択指示があるまでこのゲート状態を保持する。
【００３１】
Ｓ１４において、ＣＰＵ１５はプロトコル記録手段１１に記録された複数の通信プロトコルの中からＳ１２で選択された１の通信プロトコルを読み込む。
Ｓ１５において、ＣＰＵ１５はＳ１４で読み込まれた通信プロトコルに則りセンサーのスタンバイを求める信号を発信する。当該信号はゲート手段１７、特定のチャンネルポートを通過して当該特定のセンサーに至り、センサーはスタンバイを開始する。
【００３２】
以上の動作により１のセンサーがスタンバイ状態になり、次のセンサーに対してＳ１２〜Ｓ１５の動作を行う。この動作を５回繰り返して６個のセンサーが全てスタンバイ状態となる。
【００３３】
次に、Ｓ１６において、ＣＰＵ１５はセンサー条件／データ収集条件記録手段１２を参照して６種のセンサーの中から１を選択し、当該センサーに用いる通信プロトコル、チャンネルポートを選択する。
Ｓ１７において、ＣＰＵ１５はＳ１２で選択されたチャンネルポートを接続し、その他のチャンネルポートを断続するようにゲート手段１７を操作する。そして、ゲート手段１７は、ＣＰＵ１５から次のゲート選択指示があるまでこのゲート状態を保持する。
【００３４】
Ｓ１８において、ＣＰＵ１５はプロトコル記録手段１１に記録された複数の通信プロトコルの中からＳ１６で選択された１の通信プロトコルを読み込む。
Ｓ１９において、ＣＰＵ１５はＳ１８で読み込まれた通信プロトコルに則りセンサーの観測結果を要求する信号を発信する。当該信号はゲート手段１７、特定のチャンネルポートを通過して当該特定のセンサーに至り、センサーは観測結果を送出する。
【００３５】
Ｓ２０において、センサーから送出された信号は、Ｓ１９におけるデータ要求経路を逆に通過し、すなわち特定のチャンネルポート、ゲート手段１７を通りＣＰＵ１５に至る。ＣＰＵ１５は、当該受信データをＳ１９でデータ要求を行ったセンサーの観測結果であると認識し、Ｓ１８で読み込み、保持されている通信プロトコルに則り、受信データを解読する。
Ｓ２１において、ＣＰＵ１５はＳ２０で解読した観測結果を観測結果記録手段１３に記録する。
【００３６】
以上の動作により１のセンサーにおける瞬時の観測結果収集が行われる。
１の観測において、一定期間（例えば３０秒、６０秒）の平均値を得たい場合には、一定間隔毎にＳ１９からＳ２１までの動作を繰り返し行い、その結果、観測結果記録手段１３あるいはその他のメモリに積算記録されたデータ値を、当該繰り返し回数で除して平均観測値とすることができる。
【００３７】
１のセンサーにおける観測結果を得れば、Ｓ１６からＳ２１までの動作を順次他のセンサーに対して繰り返し、必要なセンサーにおける観測結果を収集する。
必要な全てのセンサーからの観測結果収集が終了すれば、Ｓ２２において、センサーの電源を切断あるいはスリープ状態にして、１回のデータ収集を終了する。
【００３８】
次に図３を参照しながら、テレメータシステム６の構成を説明する。テレメータシステム６は、センサー付データロガー２、伝送制御装置３、通信網４及び監視装置５から構成されている。
【００３９】
伝送制御装置３は、デジタル信号基準化手段３１と信号パケット作成手段３２の機能回路を有し、また無線信号発信手段を有する。デジタル信号基準化手段３１は、センサーの観測結果を一定範囲の数値に変換するものである。
本例では、通信網４を介するデータ伝送はＡＳＣ１１コードで行われるものであり、当該データは８ビットすなわち０から２５５の範囲の数値で行われる。したがって、例えば水温観測値を例にとると、−５．０℃から＋４０℃の間にある観測値を０から２５５の数値に置き換える（基準化する）。
【００４０】
信号パケット作成手段は、観測時刻、センサー種号、観測値等を表わす一連の数値を、信号パケットにするものである。
【００４１】
通信網４は電子メールの送受信が可能な公衆通信網であり、公衆携帯電話通信網４１と中継局及びインターネット網から構成される。このようにすることにより、無線データ送信手段を、例えば市販の携帯電話等で構成することが可能となり、装置が安価になる。同時に、専用の送信網の構築が不要で、伝送にかかる費用も節約できる。
本実施例では、通信網４は株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモが提供するＤｏＰａ通信網を使用している。
【００４２】
監視装置５は、変復調手段５１、ＣＰＵ５２、記録装置５３から構成される。変復調手段５１は、受信した信号パケット（電子メール）を一連の数値データに戻し、また基準化された観測結果を元の観測結果に戻す機能回路である。記録装置５３は観測結果を記録する機能回路であり、また図化装置を含むものであってもよい。
【００４３】
続いて、テレメータシステム６の動作を説明する。
観測結果の伝送にあたり、センサー付データロガー２のＣＰＵ１５は、観測結果記録手段１３に記録された観測結果をＩ／Ｏポート１６を通じて、伝送制御装置３に出力する。当該観測結果は、デジタル信号基準化手段３１により基準化され、信号パケット作成手段３２により、センサー種別、観測時刻、あて先等のデータと共に信号パケットにされ、無線搬送波に乗って通信網４に送信される。
【００４４】
当該信号パケットは監視装置５に至り、変復調手段５１により、パケット形式から一連データに戻され、また基準化された数値から観測結果に戻される。ＣＰＵ５２は観測結果を記録装置５３に記録し、またチャートを作図する。
【００４５】
テレメータシステム６は、監視装置５から、信号をセンサー付データロガーに送信可能に構成してもよい。この場合には、監視装置５からデータ収集条件を変更したり、受信データ欠損時に再伝送を要求したり、リモートメンテナンスを行ったりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本考案にかかるデータロガー、センサー付データロガー、テレメータシステムは例えば湖や河川等の特性の観測に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】データロガー１とセンサー付データロガーの構成説明図である。
【図２】センサー付データロガー２の観測結果収集動作の、手順の要部を示すフローチャートである。
【図３】テレメータシステム６の構成説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    データロガー
２    センサー付データロガー
３    伝送制御装置
４    通信網
５    監視装置
６    テレメータシステム
【図１】
0003117723.tif 000003
【図２】
0003117723.tif 000004
【図３】
0003117723.tif 000005